JPH10121114A - Production of porous sintered metallic tube - Google Patents

Production of porous sintered metallic tube

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JPH10121114A
JPH10121114A JP27203896A JP27203896A JPH10121114A JP H10121114 A JPH10121114 A JP H10121114A JP 27203896 A JP27203896 A JP 27203896A JP 27203896 A JP27203896 A JP 27203896A JP H10121114 A JPH10121114 A JP H10121114A
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JP
Japan
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layer
particles
forming
porous sintered
metal tube
Prior art date
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JP27203896A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Kitagawa
貴宏 北川
Yasushi Yamamoto
裕史 山本
Takashi Nishi
隆 西
Akira Kosaka
晃 小阪
Atsushi Funakoshi
淳 船越
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means of efficiently sintering a porous sintered metallic tube having different characteristics on the inside and outside surfaces in the method for producing a porous sintered metallic tube in which a preliminarily formed body is heated and sintered. SOLUTION: A solid-liq. mixed body contg. grains for forming a primary layer is charged into a cylindrical die 3 rotating at a high speed and is centrifugally formed to form a primary layer 1, metallic grains for forming a secondary layer are fed to the inside of the primary layer 1 to form a tubular double- layered preliminarily formed body integrally formed with the primary layer 1, and the double-layered preliminarily formed body is sintered. As for a suitable sintering method, the double-layered preliminarily formed body is sintered under isotropic pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質焼結金属管
の製造方法に関し、詳しくは、予備成形体を加熱して焼
結する多孔質焼結金属管の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a porous sintered metal tube, and more particularly, to a method for manufacturing a porous sintered metal tube in which a preform is heated and sintered.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、多孔質焼結金属管の製造方法にお
いては、多孔質焼結金属管を製造するのに、図6に示す
ように、予め円筒状の充填空間を形成してある炭素鋼製
のカプセル6の充填口6aから、前記カプセル6内に金
属フィルタ材料である粒状のステンレス鋼(JIS S
US316L)を充填し(同図(イ)参照)、前記カプ
セル6内を前記充填口6aを経て脱気し、前記充填口6
aを封止する(同図(ロ)参照)。前記封止は、真空チ
ャンバー中で電子ビーム溶接により行う。前記カプセル
6に密封した粒状ステンレス鋼を等方圧加圧加熱装置
(以下、HIP装置という。)に装入して等方圧加圧下
で加熱焼結する。焼結後のステンレス鋼多孔質焼結体を
HIP装置から取出し、前記カプセル6を削除して円筒
状の金属フィルタに形成する(同図(ハ)参照)ことが
行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a method for manufacturing a porous sintered metal tube, as shown in FIG. 6, a carbon filled space in which a cylindrical filling space is previously formed is used for manufacturing a porous sintered metal tube. From the filling port 6a of the steel capsule 6, granular stainless steel (JIS S) which is a metal filter material is inserted into the capsule 6.
US316L) (see FIG. 1A), and the inside of the capsule 6 is degassed via the filling port 6a.
a is sealed (see FIG. 2B). The sealing is performed by electron beam welding in a vacuum chamber. The granular stainless steel sealed in the capsule 6 is charged into an isotropic pressure press and heating device (hereinafter, referred to as a HIP device), and is heated and sintered under isostatic pressure. The sintered stainless steel porous body after sintering is removed from the HIP device, and the capsule 6 is removed to form a cylindrical metal filter (see FIG. 3C).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多孔質焼結
金属管の製造方法においては、成形用粒子をカプセル6
内に充填するのに、内外面に異なる成形用粒子を配置す
ることは極めて困難であり、内外面に異なる特性を有す
る焼結金属管を一度の成形焼結により製造することは不
可能であった。この問題に対処するために、一旦予備焼
結した管状の予備焼結体の表面に第2の成形用粒子を付
着させて焼結することも考えられるが、前記第2の成形
用粒子からなる薄い層を均一に形成させることは困難で
あり、予め必要以上の厚さに形成した層を削り取ること
が必要になる。そこで、内外面に異なる特性を有する焼
結金属管を製造するのに、予備成形した管状体をカプセ
ル内に配置し、その表面上に充填空間を形成して第2の
成形用粒子を充填して焼結することが考えられるが、前
記管状体の型崩れを防止するためには所要の肉厚があ
り、それよりも薄い肉厚のものを製造するためには前記
管状体の表面の仕上げ加工をも必要とし、多大の手間を
要するという問題がある。そこで、本発明の多孔質焼結
金属管の製造方法は、上記の問題点を解決し、内外表面
に異なる特性を備えさせた多孔質焼結金属管を効率よく
焼結する手段を提供することを目的とする。
In the above-mentioned conventional method for producing a porous sintered metal tube, the molding particles are encapsulated in capsules 6.
It is extremely difficult to arrange different molding particles on the inner and outer surfaces to fill the inside, and it is impossible to produce a sintered metal tube having different characteristics on the inner and outer surfaces by a single molding and sintering. Was. In order to cope with this problem, it is conceivable to attach the second molding particles to the surface of the tubular pre-sintered body once pre-sintered and sinter it. It is difficult to form a thin layer uniformly, and it is necessary to scrape off a layer previously formed to a thickness greater than necessary. Therefore, in order to manufacture a sintered metal tube having different characteristics on the inner and outer surfaces, a preformed tubular body is arranged in a capsule, a filling space is formed on the surface, and the second molding particles are filled. Although it is conceivable to sinter it, there is a required wall thickness to prevent the shape of the tubular body from being lost, and in order to produce a thinner body, finishing of the surface of the tubular body is required. There is a problem that processing is also required and a great deal of work is required. Therefore, a method for manufacturing a porous sintered metal tube according to the present invention solves the above-mentioned problems and provides a means for efficiently sintering a porous sintered metal tube having inner and outer surfaces having different characteristics. With the goal.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

〔第1特徴構成〕上記の目的のための本発明の多孔質焼
結金属管の製造方法の第1特徴構成は、請求項1に記載
の如く、高速回転する円筒状の金型内に第1層形成用粒
子を含有する固液混合体を投入して、遠心成形して第1
層を形成し、前記第1層の内側に第2層形成用金属粒子
を供給して、前記第1層と一体に形成された管状の複層
予備成形体を形成し、前記複層予備成形体を焼結する点
にある。 〔第1特徴構成の作用効果〕上記第1特徴構成によれ
ば、単一の予備成形工程のみで内外面に異なる特性を備
えさせた多孔質焼結金属管を製造できる。つまり、遠心
成形した第1層の予備成形体の内側に、前記第1層を金
型内に配置したままで第2層形成用金属粒子を供給して
遠心成形するので、前記第2層形成用金属粒子は容易に
前記第1層と一体化して複層予備成形体を形成できる。
従って、単一の成形工程の中で複層予備成形体を形成で
きる。その結果、仮に第1層が薄いものであっても、内
側に金属粒子層を形成した複層予備成形体として容易に
取り扱うことができる。その結果、内外表面に異なる特
性を備えさせた多孔質焼結金属管を効率よく焼結する手
段を提供できるようになった。
[First characteristic configuration] A first characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube of the present invention for the above-mentioned object is as follows. The solid-liquid mixture containing the particles for forming one layer is charged and centrifuged to form
Forming a layer, supplying metal particles for forming a second layer inside the first layer to form a tubular multilayer preform formed integrally with the first layer, and forming the multilayer preform. The point is to sinter the body. [Operation and Effect of First Characteristic Configuration] According to the first characteristic configuration, a porous sintered metal tube having different characteristics on the inner and outer surfaces can be manufactured only by a single preforming step. That is, since the metal particles for forming the second layer are supplied and centrifugally molded inside the preformed body of the first layer which has been centrifugally formed while the first layer is arranged in the mold, the second layer is formed. The metal particles for use can be easily integrated with the first layer to form a multilayer preform.
Therefore, a multilayer preform can be formed in a single molding step. As a result, even if the first layer is thin, it can be easily handled as a multilayer preform having a metal particle layer formed inside. As a result, it has become possible to provide a means for efficiently sintering a porous sintered metal tube having inner and outer surfaces having different characteristics.

【0005】〔第2特徴構成及び作用効果〕尚、本発明
の多孔質焼結金属管の製造方法の第2特徴構成は、請求
項2に記載の如く、前記第1特徴構成における第1層形
成用粒子と水とを予めスラリ化して回転する金型内に注
入して固液混合層を形成し、前記固液混合層を固化して
第1層を形成した後、予め第2層形成用金属粒子に水を
添加して調製してある金属−水スラリを前記第1層の内
側に注入し、脱水して前記第2層形成用金属粒子から成
る層を前記第1層と一体化させて複層予備成形体を固化
形成する点にあり、これによって、均一厚さの第1層を
備えた多孔質焼結金属管を容易に形成できる。つまり、
第1層形成用粒子をスラリ化して固液混合層を形成する
ので、遠心力場によって前記固液混合層は厚さが均一化
される。しかも、薄い層に形成できるので、外表面層を
薄くした多孔質焼結金属管であっても、前記第1層に保
形性を与えないままに第2層形成用金属粒子の層と一体
形成できる。また、前記第1層用のスラリにバインダを
用い、前記金属−水スラリにも同種のバインダを用いれ
ば、前記バインダを介して確実に一体形成した複層予備
成形体を形成できる。その結果、第1特徴構成における
複層予備成形体の成形を一層容易にする。
[Second characteristic configuration and operation and effect] The second characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube of the present invention is the first layer in the first characteristic configuration. The forming particles and water are pre-slurried and injected into a rotating mold to form a solid-liquid mixed layer. The solid-liquid mixed layer is solidified to form a first layer, and then a second layer is formed. The metal-water slurry prepared by adding water to the metal particles for injection is poured into the inside of the first layer, and dehydrated to integrate the layer composed of the metal particles for forming the second layer with the first layer. Thus, the multilayer preform is solidified and formed, whereby a porous sintered metal tube having a first layer having a uniform thickness can be easily formed. That is,
Since the solid-liquid mixed layer is formed by slurrying the particles for forming the first layer, the thickness of the solid-liquid mixed layer is made uniform by the centrifugal force field. In addition, since it can be formed in a thin layer, even if it is a porous sintered metal tube having a thin outer surface layer, it can be integrated with the layer of metal particles for forming the second layer without giving the first layer shape retention. Can be formed. If a binder is used for the slurry for the first layer and the same kind of binder is used for the metal-water slurry, a multilayer preform that is surely formed integrally through the binder can be formed. As a result, molding of the multilayer preform in the first characteristic configuration is further facilitated.

【0006】〔第3特徴構成〕また、本発明の多孔質焼
結金属管の製造方法の第3特徴構成は、請求項3に記載
の如く、高速回転する円筒状の金型内に第1層形成用粒
子を撒布した後、バインダを添加した水を前記撒布後の
第1層形成用粒子に添加して固液混合層を形成し、前記
固液混合層を固化して第1層を形成した後、前記形成し
た第1層の内側に第2層形成用金属粒子を供給して前記
第2層形成用金属粒子から成る層を前記第1層と一体化
させて複層予備成形体を形成し、前記複層予備成形体を
焼結する点にある。 〔第3特徴構成の作用効果〕上記第1特徴構成によっ
て、前記第2特徴構成と同様の作用効果が得られる。つ
まり、予め粒子のみを撒布することによって、金型の回
転速度によって定まる均一内径の第1層を形成できる。
これに内側からバインダを添加した水を注入すれば、第
1層内に水と共にバインダが浸入するので、固液混合層
が容易に形成される。従って、例えば、過剰の水を添加
して、前記第1層の固化の後、第2層形成用金属粒子を
内側に供給すれば、前記過剰の水と共にバインダが作用
して、一体形成された複層予備成形体を形成できる。そ
の結果、前記第2特徴構成と同様に、複層予備成形体の
成形を一層容易にして、内外表面に異なる特性を備えさ
せた多孔質焼結金属管を効率よく焼結する手段を提供で
きるようになった。
[Third Characteristic Configuration] A third characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube according to the present invention is as follows. After dispersing the layer-forming particles, water to which a binder is added is added to the dispersed first-layer forming particles to form a solid-liquid mixed layer, and the solid-liquid mixed layer is solidified to form a first layer. After the formation, the metal particles for forming the second layer are supplied to the inside of the formed first layer, and the layer composed of the metal particles for forming the second layer is integrated with the first layer to form a multilayer preform. And sintering the multilayer preform. [Operation and Effect of Third Feature Configuration] The above-described first feature configuration provides the same operation and effect as the second feature configuration. That is, by dispersing only particles in advance, the first layer having a uniform inner diameter determined by the rotation speed of the mold can be formed.
If water to which a binder is added is injected from the inside, the binder infiltrates with the water into the first layer, so that a solid-liquid mixed layer is easily formed. Therefore, for example, if the excess water is added, and after the first layer is solidified, the metal particles for forming the second layer are supplied to the inside, the binder acts together with the excess water to form the metal layer integrally. A multilayer preform can be formed. As a result, similarly to the second characteristic configuration, it is possible to provide a means for facilitating the molding of the multilayer preformed body and efficiently sintering the porous sintered metal tube having the inner and outer surfaces having different characteristics. It became so.

【0007】〔第4特徴構成及び作用効果〕そして、本
発明の多孔質焼結金属管の製造方法の第4特徴構成は、
請求項4に記載の如く、前記第1〜第3特徴構成の何れ
かにおける第1層形成用粒子に無機質粒子を用い、第2
層形成用金属粒子に前記第1層形成用粒子よりも大粒径
の金属粒子を用いるする点にあり、これによって、例え
ば、フィルタに用いられるような、外表面部に微小透過
孔を備え、内層を前記外表面部より透過孔径の大きな、
強度の高い多孔質金属層に形成でき、フィルタの支持層
とすることができる。前記外表面部を微小な粒子径の微
粒子で形成することで、前記外表面部の比表面積を大き
くできるので、前記外表面部を触媒層として形成すれ
ば、効率の高い触媒層とすることが可能である。この場
合、例えば、第1層形成用粒子を触媒粒子から構成すれ
ば、さらに効果的である。その結果、フィルタ、触媒層
等に有効な多孔質焼結金属管を容易に製造できるように
なる。
[Fourth characteristic configuration and operation and effect] The fourth characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube of the present invention is as follows.
As described in claim 4, inorganic particles are used for the first layer forming particles in any of the first to third characteristic configurations,
The point is to use metal particles having a larger particle size than the first layer forming particles for the layer forming metal particles, thereby providing, for example, a fine transmission hole in the outer surface portion, such as used in a filter, The inner layer has a larger transmission hole diameter than the outer surface portion,
It can be formed on a porous metal layer having high strength, and can be used as a support layer of a filter. By forming the outer surface portion with fine particles having a small particle diameter, the specific surface area of the outer surface portion can be increased.If the outer surface portion is formed as a catalyst layer, a highly efficient catalyst layer can be obtained. It is possible. In this case, for example, it is more effective if the first layer forming particles are composed of catalyst particles. As a result, a porous sintered metal tube effective for a filter, a catalyst layer, and the like can be easily manufactured.

【0008】〔第5特徴構成及び作用効果〕さらに、本
発明の多孔質焼結金属管の製造方法の第5特徴構成は、
請求項5に記載の如く、前記第1〜第4特徴構成の何れ
かにおける第1層形成用粒子として、第2層形成用金属
粒子の再結晶温度よりも高い再結晶温度を有する第1金
属粒子を用いる点にあり、これによって、例えば、最小
阻止粒径を精度良く制御した金属フィルタを形成するこ
とが容易となる。つまり、焼結金属体の透過孔径は構成
金属粒子の粒径に基本的には依存するが、過焼結により
透過孔径が縮小するが、第1層形成用金属粒子を第2層
形成用金属粒子よりも再結晶温度の高いものとしてある
ので、前記第1層形成用金属粒子の過焼結を防止しやす
くなる。
[Fifth characteristic configuration and operation and effect] Further, the fifth characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube of the present invention is as follows.
The first metal having a higher recrystallization temperature than the recrystallization temperature of the second layer forming metal particles as the first layer forming particles according to any one of the first to fourth characteristic configurations, as described in claim 5. The use of particles makes it easy to form, for example, a metal filter in which the minimum blocking particle size is accurately controlled. In other words, the diameter of the through-hole of the sintered metal body basically depends on the particle diameter of the constituent metal particles, but the diameter of the through-hole is reduced by oversintering. Since the recrystallization temperature is higher than the particles, oversintering of the first layer forming metal particles can be easily prevented.

【0009】〔第6特徴構成及び作用効果〕さらに、本
発明の多孔質焼結金属管の製造方法の第6特徴構成は、
請求項6に記載の如く、前記第1〜第5特徴構成の何れ
かにおける複層予備成形体を等方圧加圧下で焼結する点
にある。前記等方圧加圧下での焼結によって、例えば、
第1層形成用粒子と第2層形成用粒子との間に粒径の差
が大きな場合においても、比較的低温で焼結を行い得る
ので、小径の粒子から成る層の過焼結に伴う収縮を防止
でき、透過孔径の縮小を防止できる。また、第1層形成
用粒子と第2層形成用粒子との間に材質の相違があり、
融点が大きく異なる場合においても、等方圧加圧の効果
により比較的低温で焼結できるので、前記第1層形成用
粒子と前記第2層形成用粒子との間の焼結も促進でき
て、焼結による一体化が容易になる。さらに、金属とセ
ラミック材料のような接合しにくい材料間の焼結も可能
であるので、例えば前記第1層形成用粒子に酸化物触媒
のようなセラミック材料粉末を用い、前記第2層形成用
粒子としてステンレス鋼のような比較的焼結性に劣る材
料の粒子を用いた場合であっても、両層を一体形成する
焼結が可能になる。その結果、フィルタ、触媒層等に有
効な多孔質焼結金属管を容易に製造できるようになる。
[Sixth characteristic configuration and operation and effect] The sixth characteristic configuration of the method for manufacturing a porous sintered metal tube of the present invention is as follows.
According to a sixth aspect of the present invention, the multilayer preform of any one of the first to fifth features is sintered under isostatic pressure. By sintering under the isostatic pressure, for example,
Even when the particle size difference between the first layer forming particles and the second layer forming particles is large, sintering can be performed at a relatively low temperature. Shrinkage can be prevented, and reduction in the diameter of the transmission hole can be prevented. Further, there is a difference in material between the first layer forming particles and the second layer forming particles,
Even when the melting points are significantly different, sintering can be performed at a relatively low temperature by the effect of isotropic pressure pressing, so that sintering between the first layer forming particles and the second layer forming particles can be promoted. In addition, integration by sintering becomes easy. Furthermore, since sintering between materials that are difficult to join such as metal and ceramic material is also possible, for example, a ceramic material powder such as an oxide catalyst is used for the first layer forming particles and the second layer forming Even when particles of a material having relatively poor sinterability, such as stainless steel, are used as particles, sintering in which both layers are integrally formed becomes possible. As a result, a porous sintered metal tube effective for a filter, a catalyst layer, and the like can be easily manufactured.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】上記本発明の多孔質焼結金属管の
製造方法の実施の形態の一例として、外表面部に平均粒
径10μmの微細粒子を配し、内部を150〜1000
μmの粒径分布を有する粗粒を配した、ステンレス鋼
(SUS316L)からなる、最小阻止粒径3μmのフ
ィルタを製造する例について、以下に、図面を参照しな
がら説明する。製造するフィルタの寸法は外径114m
m、肉厚2mm、長さ500mmである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As an example of an embodiment of the method for producing a porous sintered metal tube according to the present invention, fine particles having an average particle diameter of 10 μm are arranged on the outer surface and the inner part is formed in a range of 150 to 1000
An example of manufacturing a filter having a minimum blocking particle size of 3 μm made of stainless steel (SUS316L) having coarse particles having a particle size distribution of μm will be described below with reference to the drawings. The dimensions of the filter to be manufactured are 114m outside diameter
m, thickness 2 mm, length 500 mm.

【0011】先ず図2に示すように、前記金型本体3a
の内側に濾紙7を張り付けておき、駆動軸3dを駆動し
て、その軸芯回りに500rpmの回転速度で回転させ
ながら、バインダを添加してある第1層形成用粒子の水
スラリからなる固液混合体4を金型3内に注入する(図
2参照)。前記固液混合体4は、予め混合調製されてあ
り、最大粒径32μm、平均粒径10μmのステンレス
鋼(SUS316L)粉末100重量部を、バインダと
してのアクリル酸ポリマー3重量部を水15重量部に溶
解した媒質中に懸濁させたものである。前記固液混合体
4の粘度は約1.1Pa・sである。尚、前記金型本体
3aの周壁には、孔径1mmの脱水孔3eを複数形成し
てあり、後記のスラリ注入後の脱水を容易にしてある。
First, as shown in FIG. 2, the mold body 3a
A filter paper 7 is adhered to the inside of the filter, and while the drive shaft 3d is driven and rotated at a rotation speed of 500 rpm around its axis, a solid slurry composed of a water slurry of the first layer forming particles to which the binder is added is formed. The liquid mixture 4 is injected into the mold 3 (see FIG. 2). The solid-liquid mixture 4 is previously mixed and prepared, and 100 parts by weight of stainless steel (SUS316L) powder having a maximum particle diameter of 32 μm and an average particle diameter of 10 μm, 3 parts by weight of an acrylic acid polymer as a binder, and 15 parts by weight of water Are suspended in a medium dissolved in water. The viscosity of the solid-liquid mixture 4 is about 1.1 Pa · s. In addition, a plurality of dewatering holes 3e having a hole diameter of 1 mm are formed in the peripheral wall of the mold body 3a to facilitate dehydration after slurry injection described later.

【0012】所定量の前記固液混合体4の注入が終わる
と、前記金型3の回転速度を1500rpmに増速し、
前記濾紙7を介して脱水孔3eを経て脱水して固液混合
層4Aからなる第1層1を形成する。前記濾紙7は、こ
の脱水の際に、細かい第1層形成用粒子の漏出を阻止す
るために張り付けたものである。脱水が完了すると、図
1に示すように、前記第1層1の内側に第2層形成用金
属粒子を含有する金属−水スラリ5を注入ホッパHから
注入する。前記金属−水スラリ5も予め混合調整された
ものであり、前記第2層形成用金属粒子としての粒度範
囲150〜1000μmのステンレス鋼(SUS316
L)粉末500重量部を、バインダとしてのアクリル酸
ポリマー60重量部を水60重量部に溶解した媒質中に
懸濁させたものである。前記金属−水スラリ5の粘度は
約2.7Pa・sである。
When the injection of the predetermined amount of the solid-liquid mixture 4 is completed, the rotation speed of the mold 3 is increased to 1500 rpm.
The first layer 1 composed of the solid-liquid mixed layer 4A is formed by dehydration through the dewatering holes 3e via the filter paper 7. The filter paper 7 is attached in order to prevent the fine particles for forming the first layer from leaking out during the dehydration. When the dehydration is completed, the metal-water slurry 5 containing the metal particles for forming the second layer is injected from the injection hopper H inside the first layer 1 as shown in FIG. The metal-water slurry 5 is also preliminarily mixed and adjusted, and stainless steel (SUS316 having a particle size range of 150 to 1000 μm as the second layer forming metal particles) is used.
L) A powder obtained by suspending 500 parts by weight of a powder in a medium in which 60 parts by weight of an acrylic acid polymer as a binder is dissolved in 60 parts by weight of water. The viscosity of the metal-water slurry 5 is about 2.7 Pa · s.

【0013】前記金属−水スラリ5を供給後、約1時間
1500rpmでの回転を維持して、前記金型3の外方
から加熱して約100℃に約12時間維持して乾燥すれ
ば、前記第2層形成用金属粒子はバインダの作用で前記
第1層1と一体化して固化し複層予備形成体2が形成さ
れる(図3参照)。その後、前記注入側端板3cを取り
外して前記複層予備形成体2を前記金型本体3aから抜
き出す(図4参照)。この際、前記バインダの作用で十
分に金属粒子間が接着されているので、前記複層予備形
成体2は十分な保形性を有し、抜き出しに際して型崩れ
することなく、簡単に抜き出すことができる。
After the metal-water slurry 5 is supplied, the rotation at 1500 rpm is maintained for about 1 hour, and the mold 3 is heated from the outside and maintained at about 100 ° C. for about 12 hours for drying. The metal particles for forming the second layer are integrated and solidified with the first layer 1 by the action of the binder to form the multilayer preform 2 (see FIG. 3). Thereafter, the injection-side end plate 3c is removed, and the multilayer preform 2 is extracted from the mold body 3a (see FIG. 4). At this time, since the metal particles are sufficiently bonded to each other by the action of the binder, the multilayer preform 2 has a sufficient shape-retaining property, and can be easily extracted without collapsing during extraction. it can.

【0014】抜き出した前記複層予備形成体2はカプセ
ルに封入し、等方圧加圧焼結装置(所謂HIP装置)に
おいて、毎時50℃の昇温速度で400℃まで昇温し、
5時間維持して脱脂し、その後、毎時100℃の昇温速
度でさらに1230℃まで昇温し、98MPaの等方圧
加圧力下で5時間維持して焼結してフィルタを製造す
る。焼結後のフィルタをHIP装置から取り出して、カ
プセルを除去し、製品を得る(図示省略)。得られた製
品は、外表面に平均粒径10μmのステンレス鋼粒子層
を備えた粒度範囲150〜1000μmのステンレス鋼
粒子の焼結体から成る、最小阻止粒径約3μmの筒状の
フィルタである。内部の平均透過孔径は約50μmであ
った。
The extracted multilayer preform 2 is encapsulated in a capsule and heated to 400 ° C. at a rate of 50 ° C./hour in an isotropic pressure sintering apparatus (a so-called HIP apparatus).
After degreasing for 5 hours, the temperature is further increased to 1230 ° C. at a rate of 100 ° C./hour, and sintering is performed under isostatic pressure of 98 MPa for 5 hours to produce a filter. The sintered filter is removed from the HIP device, and the capsule is removed to obtain a product (not shown). The resulting product is a cylindrical filter with a minimum blocking particle size of about 3 μm, made of a sintered body of stainless steel particles with a particle size range of 150 to 1000 μm, having a stainless steel particle layer with an average particle size of 10 μm on the outer surface. . The average internal pore diameter was about 50 μm.

【0015】バインダとしてアクリル酸ポリマーを用い
てステンレス鋼粉末を媒質中に懸濁させた固液混合体4
を形成したので、図5に断面図を示したように、乾燥後
には充分に固化した複層予備形成体2が得られ、型崩れ
せず、取扱が容易になるとともに、ステンレス鋼粉末5
00重量部に対して、アクリル酸ポリマー60重量部を
用いているので、ステンレス鋼粉末間には相当量のアク
リル酸ポリマーの固化物が存在し、通気孔の形成のため
の粒子間の間隔の維持にも寄与するとともに、焼結時の
通気孔径の維持にも寄与している。
Solid-liquid mixture 4 in which stainless steel powder is suspended in a medium using acrylic acid polymer as a binder
As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, after drying, a fully solidified multilayer preform 2 is obtained.
Since 60 parts by weight of the acrylic acid polymer is used with respect to 00 parts by weight, a considerable amount of solidified acrylic acid polymer exists between the stainless steel powders, and the space between the particles for forming the air holes is reduced. It also contributes to the maintenance and the maintenance of the pore diameter during sintering.

【0016】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈1〉上記実施の形態に於いては、外表面部に平均粒径
10μmの微細粒子を配し、内部を150〜1000μ
mの粒径分布を有する粗粒を配した、ステンレス鋼から
なる、最小阻止粒径3μmのフィルタを製造する例を示
したが、形成する粒子材料は上記に限られるものではな
く、用途目的に応じて適宜選択可能であり、構成する粒
子の粒径も上記に限られるものではない。殊に、第1層
形成用粒子は金属に限らず、無機質粒子を適宜選択可能
である。例えば、前記無機質粒子として酸化触媒粒子を
用いれば、触媒作用を備えたフィルタを形成可能であ
り、また、単なる触媒担持体として形成することも可能
である。 〈2〉上記実施の形態に於いては、金型本体3aの内面
に濾紙7を張りつけて、前記濾紙7の内側に金属−水ス
ラリ5を注入する例を示したが、予めロウ溶融槽内でロ
ウを溶融してあるロウ溶融浴中に金型本体3aを浸漬
し、引き上げて、金型本体3aの内面にロウ膜を形成す
るようにすればなおよい。ロウ膜が内面に形成されてい
る金型本体3aの脱水孔3eの部分のロウ膜には外側か
ら孔をあければよい。ロウ膜を内面に形成した金型本体
3aの一端側を駆動軸3dに取り付けられた駆動側端板
3bに取り付け、他端側に注入側端板3cを取り付けて
前記金型3を組み立てるようにすればよい。尚、バイン
ダの固化促進のために加熱をすれば、前記ロウ膜は溶融
し、前記複層予備形成体2は前記金型本体3aから離型
される。このような離型材としてはロウに限るものでは
なく、例えば合成樹脂粉末、炭素粒子等が適用可能で、
100μm以下の粒径のものが好適であるが、材質、粒
径共に任意に選択できる。要するに、離型が容易にな
り、成形に障害となるものでなければよいのである。 〈3〉上記実施の形態に於いては、金型本体3aの脱水
孔3eから脱水するために、前記金型本体3aの内面に
濾紙7を張りつけて金属−水スラリ5を注入し、前記金
型本体3aに形成した脱水孔7eから前記濾紙7を介し
て脱水する例を示したが、前記〈2〉に示したように、
ロウ膜等の離型材を用いる場合には、注入側端板3cの
前記金型本体3aの内面付近を多孔質金属焼結体で形成
して、前記濾紙7を張り付けることなく、前記注入側端
板3cを介して脱水するようにしてもよい。さらに、金
属−水スラリ5を供給後、約1時間1500rpmでの
回転を維持して、前記金型3の外方から加熱して約10
0℃に約12時間維持して、前記金属−水スラリ5を脱
水しつつ乾燥する例を示したが、注入側端板3cを多孔
質金属焼結体で形成して、前記注入側端板3cを介して
脱水するようにしてもよい。このようにすれば、乾燥時
間を短縮でき、バインダを硬化させるに要する時間だけ
の加熱でよい。 〈4〉上記実施の形態に於いては、バインダとしてアク
リル酸ポリマーを用いた例を示したが、バインダの材料
は上記に限られるものではない。また、スラリ粘度は粒
子の密度及び粒度に応じて高いことが好ましいが、前記
粘度に限定されるものではない。例えば、粒子の密度が
高いか或いは粒径が大きければ粘度を高くし、粒子の密
度が低いか或いは粒径が小さければ粘度を低くしてもよ
いのである。バインダの材料も適宜選択可能である。 〈5〉上記実施の形態に於いては、第1層形成用粒子を
スラリ化した固液混合体4として金型3内に供給する例
を示したが、金型3の回転下で予め第1層形成用粒子の
みを金型3内に供給しておいて、媒液を後から供給して
固液混合体4を金型3内で形成させるようにしてもよ
い。 〈6〉上記実施の形態に於いては、第1層1を脱水形成
した後に、前記第1層1の内側に金属−水スラリ5を供
給する例を示したが、前記第1層1を完全に脱水する前
に前記金属−水スラリ5を供給してもよい。このように
すれば、前記第1層1と第2層形成用粒子層との境界部
に中間層を形成することができる。このようにして連続
性を持たせることにより、焼結後の金属管の層間の結合
を一層強化できる。 〈7〉上記実施の形態に於いては、脱脂と焼結をカプセ
ル内で連続して行う例を示したが、脱脂後カプセルに封
入して焼結するようにしてもよい。また、カプセルに封
入することなく焼結するようにしてもよい。 〈8〉上記実施の形態に於いては、第1層形成用粒子と
第2層形成用粒子とを同一材料で粒径を代えて構成した
例を示したが、前記第1層形成用粒子と前記第2層形成
用粒子とを異なる材料で構成してあってもよく、殊に、
第1層形成用粒子材料の再結晶温度を第2層形成用粒子
材料の再結晶温度よりも高いものとして構成すれば、金
属フィルタを焼結するに際して、フィルタ層を形成する
第1層の過焼結を防止しやすくなり、最小阻止粒径の制
御が容易となる。 〈9〉上記実施の形態に於いては、複層予備形成体2を
等方圧加圧下でカプセル封入して焼結する例を示した
が、カプセルに封入しないで焼結してもよく、このよう
にして焼結すれば、内部の通気孔を潰すこと無く焼結で
きる。また、前記複層予備形成体2の焼結は、等方圧加
圧下でなければならぬものではなく、前記複層予備形成
体2の材質、粒径構成によっては、常圧下における焼
結、或いは真空焼結であってもよい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. <1> In the above embodiment, fine particles having an average particle size of 10 μm are arranged on the outer surface,
Although an example of manufacturing a filter having a minimum blocking particle size of 3 μm made of stainless steel and having coarse particles having a particle size distribution of m is shown, the particle material to be formed is not limited to the above, and is intended for application purposes. The particle size of the constituting particles is not limited to the above. In particular, the particles for forming the first layer are not limited to metals, and inorganic particles can be appropriately selected. For example, if oxidation catalyst particles are used as the inorganic particles, a filter having a catalytic action can be formed, and it can be formed as a simple catalyst carrier. <2> In the above-described embodiment, an example has been described in which the filter paper 7 is adhered to the inner surface of the mold body 3a and the metal-water slurry 5 is injected inside the filter paper 7; More preferably, the mold body 3a is immersed in a wax melting bath in which the wax has been melted, pulled up, and a brazing film is formed on the inner surface of the mold body 3a. A hole may be formed from the outside in the brazing film at the dehydration hole 3e of the mold body 3a in which the brazing film is formed on the inner surface. The mold 3 is assembled by attaching one end of a mold body 3a having a brazing film formed on the inner surface to a drive end plate 3b attached to a drive shaft 3d, and attaching an injection end plate 3c to the other end. do it. If heating is performed to promote the solidification of the binder, the brazing film is melted, and the multilayer preform 2 is released from the mold body 3a. Such a release material is not limited to wax, for example, synthetic resin powder, carbon particles, etc. can be applied,
The particles having a particle diameter of 100 μm or less are suitable, but both the material and the particle diameter can be arbitrarily selected. In short, it is only necessary that the mold release is easy and that it does not hinder molding. <3> In the above-described embodiment, in order to dehydrate through the dehydrating hole 3e of the mold main body 3a, a filter paper 7 is stuck on the inner surface of the mold main body 3a, and the metal-water slurry 5 is injected. Although an example in which dewatering is performed through the dewatering holes 7e formed in the mold body 3a through the filter paper 7 has been described, as shown in <2> above,
When a release material such as a brazing film is used, the vicinity of the inner surface of the mold body 3a of the injection-side end plate 3c is formed of a porous metal sintered body, and the filter paper 7 is not attached to the injection-side end plate 3c. Dehydration may be performed via the end plate 3c. Further, after the metal-water slurry 5 is supplied, the rotation at 1500 rpm is maintained for about one hour, and the metal-water slurry 5 is heated from the outside of the mold 3 for about 10 hours.
Although the example in which the metal-water slurry 5 is dried while being dehydrated while maintaining the temperature at 0 ° C. for about 12 hours has been described, the injection-side end plate 3c is formed of a porous metal sintered body, and the injection-side end plate 3c is formed. Dehydration may be performed via 3c. By doing so, the drying time can be shortened, and heating for the time required for curing the binder is sufficient. <4> In the above embodiment, an example was described in which an acrylic acid polymer was used as the binder, but the material of the binder is not limited to the above. Further, the slurry viscosity is preferably high according to the density and the particle size of the particles, but is not limited to the above viscosity. For example, the viscosity may be increased if the particle density is high or the particle size is large, and the viscosity may be decreased if the particle density is low or the particle size is small. The material of the binder can be appropriately selected. <5> In the above-described embodiment, an example has been described in which the particles for forming the first layer are supplied into the mold 3 as the solid-liquid mixture 4 in the form of a slurry. Only the particles for forming one layer may be supplied into the mold 3, and the medium liquid may be supplied later to form the solid-liquid mixture 4 in the mold 3. <6> In the above-described embodiment, an example has been described in which the metal-water slurry 5 is supplied to the inside of the first layer 1 after the first layer 1 is formed by dehydration. The metal-water slurry 5 may be supplied before completely dewatering. By doing so, an intermediate layer can be formed at the boundary between the first layer 1 and the particle layer for forming the second layer. By providing continuity in this way, the bonding between the layers of the metal tube after sintering can be further enhanced. <7> In the above-described embodiment, an example in which degreasing and sintering are continuously performed in the capsule has been described. However, after degreasing, the capsule may be sealed and sintered. Alternatively, sintering may be performed without encapsulation. <8> In the above embodiment, an example is shown in which the first layer forming particles and the second layer forming particles are formed by changing the particle size with the same material, but the first layer forming particles are used. And the particles for forming the second layer may be composed of different materials.
If the recrystallization temperature of the first layer forming particle material is set to be higher than the recrystallization temperature of the second layer forming particle material, when the metal filter is sintered, the first layer forming the filter layer is overheated. Sintering is easily prevented, and the control of the minimum blocking particle size is facilitated. <9> In the above-described embodiment, an example is shown in which the multilayer preform 2 is encapsulated and sintered under isostatic pressure, but sintering may be performed without encapsulation. By sintering in this manner, sintering can be performed without crushing the internal ventilation holes. In addition, the sintering of the multilayer preform 2 does not have to be performed under isostatic pressure. Depending on the material and particle size of the multilayer preform 2, sintering under normal pressure may be performed. Alternatively, vacuum sintering may be used.

【0017】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration shown in the attached drawings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一例を示す第2層形成用粒子の注入状
態を示す説明用断面図
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an injection state of particles for forming a second layer showing an example of the present invention.

【図2】本発明の遠心成形型への第1層注入を示す説明
FIG. 2 is an explanatory view showing injection of a first layer into a centrifugal mold of the present invention.

【図3】図1の第2層形成用粒子の注入後に乾燥した状
態を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory view showing a state where the particles for forming a second layer of FIG. 1 are dried after being injected.

【図4】本発明の複層予備成形体の抜き取り工程の一例
の説明図
FIG. 4 is an explanatory view of an example of a step of extracting a multilayer preform of the present invention.

【図5】複層予備成形体の横断面を示す説明図FIG. 5 is an explanatory view showing a cross section of the multilayer preform.

【図6】従来の多孔質焼結金属管の製造工程の一例の説
明図
FIG. 6 is an explanatory view of an example of a conventional manufacturing process of a porous sintered metal tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1層 2 複層予備成形体 3 金型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st layer 2 Multilayer preform 3 Mold

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小阪 晃 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 船越 淳 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Kosaka 1-1-1, Nakamiya Oike, Hirakata City, Osaka Prefecture Inside Kubota Hirakata Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Jun Funakoshi 1-1-1, Nakamiya Oike, Hirakata City, Osaka Prefecture No. 1 Kubota Hirakata Factory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予備成形体を加熱して焼結する多孔質焼
結金属管の製造方法であって、 高速回転する円筒状の金型(3)内に第1層形成用粒子
を含有する固液混合体を投入して、遠心成形して第1層
(1)を形成し、前記第1層(1)の内側に第2層形成
用金属粒子を供給して、前記第1層(1)と一体に形成
された管状の複層予備成形体(2)を形成し、前記複層
予備成形体(2)を焼結する多孔質焼結金属管の製造方
法。
1. A method for producing a porous sintered metal tube for heating and sintering a preform, comprising a first-layer forming particle in a cylindrical mold (3) rotating at high speed. The solid-liquid mixture is charged and centrifugally formed to form a first layer (1), and metal particles for forming a second layer are supplied inside the first layer (1) to form the first layer (1). A method for producing a porous sintered metal tube in which a tubular multi-layer preform (2) formed integrally with 1) is formed and the multi-layer preform (2) is sintered.
【請求項2】 予め前記第1層形成用粒子と水とをスラ
リ化して前記回転する金型(3)内に注入して固液混合
層を形成し、前記固液混合層を固化して前記第1層
(1)を形成した後、予め前記第2層形成用金属粒子に
水を添加して調製してある金属−水スラリを前記第1層
(1)の内側に注入し、脱水して前記第2層形成用金属
粒子から成る層を前記第1層(1)と一体化させて前記
複層予備成形体(2)を固化形成する請求項1記載の多
孔質焼結金属管の製造方法。
2. The first layer forming particles and water are slurried in advance and injected into the rotating mold (3) to form a solid-liquid mixed layer, and the solid-liquid mixed layer is solidified. After the formation of the first layer (1), a metal-water slurry prepared by adding water to the metal particles for forming the second layer in advance is poured into the inside of the first layer (1) and dehydrated. The porous sintered metal tube according to claim 1, wherein the layer made of the metal particles for forming the second layer is integrated with the first layer (1) to solidify and form the multilayer preform (2). Manufacturing method.
【請求項3】 予備成形体を加熱して焼結する多孔質焼
結金属管の製造方法であって、 高速回転する円筒状の金型(3)内に第1層形成用粒子
を撒布した後、バインダを添加した水を前記撒布後の第
1層形成用粒子に添加して固液混合層を形成し、前記固
液混合層を固化して第1層(1)を形成した後、前記形
成した第1層(1)の内側に第2層形成用金属粒子を供
給して前記第2層形成用金属粒子から成る層を前記第1
層(1)と一体化させて複層予備成形体(2)を形成
し、前記複層予備成形体(2)を焼結する多孔質焼結金
属管の製造方法。
3. A method for producing a porous sintered metal tube for heating and sintering a preform, wherein particles for forming a first layer are dispersed in a cylindrical mold (3) rotating at high speed. Thereafter, water to which a binder has been added is added to the particles for forming the first layer after the spraying to form a solid-liquid mixed layer, and the solid-liquid mixed layer is solidified to form a first layer (1). The metal particles for forming the second layer are supplied to the inside of the first layer (1) thus formed, and the layer composed of the metal particles for forming the second layer is converted to the first layer.
A method for producing a porous sintered metal tube, wherein a multilayer preform (2) is formed by integrating with a layer (1), and the multilayer preform (2) is sintered.
【請求項4】 前記第1層形成用粒子に無機質粒子を用
い、前記第2層形成用金属粒子に前記第1層形成用粒子
よりも大粒径の金属粒子を用いる請求項1〜3の何れか
に記載の多孔質焼結金属管の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein inorganic particles are used as the first layer forming particles, and metal particles having a larger particle diameter than the first layer forming particles are used as the second layer forming metal particles. The method for producing a porous sintered metal tube according to any one of the above.
【請求項5】 前記第1層形成用粒子として、前記第2
層形成用金属粒子の再結晶温度よりも高い再結晶温度を
有する第1金属粒子を用いる請求項1〜4の何れかに記
載の多孔質焼結金属管の製造方法。
5. The method according to claim 5, wherein the particles for forming the first layer are the second particles.
The method for producing a porous sintered metal tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the first metal particles having a recrystallization temperature higher than a recrystallization temperature of the layer-forming metal particles are used.
【請求項6】 前記複層予備成形体(2)を等方圧加圧
下で焼結する請求項1〜5の何れかに記載の多孔質焼結
金属管の製造方法。
6. The method for producing a porous sintered metal tube according to claim 1, wherein the multilayer preform (2) is sintered under isostatic pressure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004503375A (en) * 2000-07-13 2004-02-05 ポール・コーポレーション Ceramic filter element and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004503375A (en) * 2000-07-13 2004-02-05 ポール・コーポレーション Ceramic filter element and method of manufacturing the same
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